JP4443253B2 - 無段変速機 - Google Patents
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Description
テンショナ装置としては、テンションローラを支持するテンショナアームを回動付勢するスプリングとアシストモータとの組み合わせや、ダイヤフラム構造のアクチュエータとスプリングとの組み合わせ、さらには油圧シリンダとスプリングとの組み合わせなどが知られている。
特許文献2に記載のオートテンショナは、テンショナアームの一端部を固定部に揺動自在に支承し、他端部にテンションローラを取り付けるとともに、テンショナアームの中間部側面に油圧シリンダのピストンロッドを圧接させたものである。
特許文献3に記載のオートテンショナは、テンショナアームの一端部にテンションローラを取り付け、テンショナアームの中間部を固定部に揺動自在に支承し、テンショナアームの他端部に油圧シリンダを連結している。
いずれの場合も、油圧シリンダの作用によってテンショナアームを揺動させ、テンションローラをベルトに押し付けることで、ベルトの緩みを吸収し、適度な張力を与えるものである。
図7は、特許文献2と同様に油圧シリンダ100のピストンロッド101をテンショナアーム102の背面に当接させたものである。
図8は、油圧シリンダ100のピストンロッド101とテンショナアーム102とをリンク108を介して連結したものである。
なお、103はテンションローラ、104はベルト、105は駆動プーリ、106は従動プーリである。
なお、本発明の流体圧シリンダは、油圧シリンダに限らず、エアーシリンダであってもよい。
伝達部材とピストンロッドとの連結方法として、軸を介して回動自在に連結する方法もあるが、軸をピストンロッドの中空部内に配置しなければならず、軸の組み付けが困難になる。
これに対し、伝達部材の端部をピストンロッドの中空部の底面に当接させる方式であれば、軸で連結する必要がなく、伝達部材の端部をピストンロッドの中空部に挿入するだけでよいので、組み付けが簡単になる。また、当接面が円弧面でかつブッシュを介して当接しているので、伝達部材とピストンロッドとの角度が変化しても、円滑に力を伝達できる。
なお、円弧面とは円筒面のほか球面を含む。また、凸円弧面と凹円弧面は曲率半径が同一の場合に限らず、凹円弧面の曲率半径が凸円弧面より大きくてもよい。
また、伝達部材の端部がピストンロッドの中に挿入されるので、流体圧シリンダからテンショナアームまでの全長を短くでき、小型のテンショナ装置を実現できる。
この実施例の無段変速機はFF横置き式の自動車用変速機であり、大略、エンジン出力軸1によりトーショナルダンパ2を介して駆動される入力軸3、駆動プーリ11を支持する駆動軸10、従動プーリ21を支持する従動軸20、駆動プーリ11と従動プーリ21に巻き掛けられた乾式のVベルト15、第1減速軸30、第2減速軸31、車輪と連結された出力軸32、変速用モータ40(図2,図3参照)、テンショナ装置50などで構成されている。入力軸3,駆動軸10,従動軸20,第1減速軸30、第2減速軸31および出力軸32はいずれも非同軸で、かつ平行に配置されている。図1では駆動プーリ11が従動プーリ21より上方に描かれているが、実際には図2に示すように駆動プーリ11が従動プーリ21より下方に配置されている。
この実施例で用いられるVベルト15は、一対の無端状張力帯と、これら張力帯に長さ方向に係止された多数のブロックとで構成された公知の乾式複合ベルトである。
一方、駆動プーリ11と従動プーリ21は、ギヤ室6aと隔壁6cで仕切られたハウジング6のプーリ室6b内に配置されている。プーリ室6bは無潤滑空間であり、空冷されている。
上記のように変速用モータ40、駆動プーリ11のストローク機構12、従動プーリ21のストローク機構22、第1変速軸45および第2変速軸46などによって、変速比可変機構が構成される。
上記のようにプーリ11,21のプーリ溝幅(ベルト巻き掛け径)は変速用モータ40によって相反方向に可変されるが、それだけでは伝達トルクによってVベルト15とプーリ11,21との間に滑りが発生してしまう。そこで、Vベルト15に滑りを発生させないだけのベルト張力を与えるため、図2,図4〜図6に示されるようなテンショナ装置50が設けられている。テンショナ装置50はVベルト15の緩み側を内側に向かって押圧するテンションローラ51と、このテンションローラ51をリンク52を介して支持する揺動自在なテンショナアーム53とを備えている。このように外側から内側に向かってVベルト15を押圧することで、所定のベルト張力を得るとともに、プーリ11,21に対するVベルト15の巻き付け長さを長くし、伝達効率を高めている。
ここでは、テンションローラ51をリンク52を介してテンショナアーム53に取り付けたが、テンションローラ51をテンショナアーム53に直接取り付けてもよいことは勿論である。
また、テンションローラ51はVベルト15に対して外側から圧接するものに限らず、内側から圧接するものでもよい。
なお、低圧室61と接続されるドレーン用タンク68を低圧室61より上方に配置し、低圧室61とタンク68とを繋ぐ配管の端部を常にタンク68の油中に浸漬しておくのがよい。その理由は、ピストン63が作動によって低圧室61が容積変化した時、その呼吸作用によりタンク68から油を吸込み、低圧室61を常に油で満たしておくためである。そのため、軸受部65に設けられたシール部材69を常時油で潤滑できる。
この実施例では、ベルト15に最低限の張力を付与するため、油圧シリンダ60の内部に圧縮バネ66を配置したが、特許文献1に記載のように、テンショナアーム53を揺動付勢するためのバネを別に配置してもよい。この場合、バネとしては圧縮ばね以外に、引張バネや捩りバネを用いてもよい。
図5はピストンロッド64が始端位置にある状態、図6はピストンロッド64が終端位置にある状態を示す。ピストンロッド64とテンショナアーム53とは追従して動作するが、このようなテンショナアーム53の揺動は、無段変速機の変速比によって起こる。すなわち、高速比状態あるいは低速比状態の場合、両方のプーリ11,21に巻き掛けられたベルト15の弛みが少なく、テンションローラ51の両プーリ11,21間への落ち込み量が少ない。そのため、図5のようにテンショナアーム53は油圧シリンダ60に近い位置にある。これに対し、中間変速比状態では、ベルト15の弛みが大きくなり、テンションローラ51の両プーリ11,21間への落ち込み量が大きくなる。そのため、図6のようにテンショナアーム53が油圧シリンダ60から離れた位置へ揺動する。
上記実施例では、ピン55とピストンロッド64との連結構造として、ピストンロッド64の中空部64aの底面に凹円弧面を、ピン55の端部55aに凸円弧面を設けたが、凹凸関係を逆にしてもよいし、円弧面に代えて曲率が一定でない曲面を設けてもよい。
また、ピン55とピストンロッド64とを軸を介して回転自在に連結してもよい。
さらに、ピン55とテンショナアーム53とを軸54を介して連結したが、凹凸部をもって枢着または当接させてもよい。特に、ピン55とピストンロッド64とを軸を介して連結した場合は有効である。
上記実施例では、流体圧シリンダとして油圧シリンダ60を用いたが、エアーシリンダであってもよい。
上記実施例では、テンショナアームの揺動支点をプーリの外周側の変速機ケースに設定したが、特許文献1の図16に示すようにいずれかのプーリの軸と同軸に設定してもよい。したがって、ピンとテンショナアームとの連結部も、テンショナアームの中間部である必要はなく、テンショナアームの一方の端部であってもよい。
11 駆動プーリ
15 ベルト
21 従動プーリ
32 出力軸
40 変速用モータ
50 テンショナ装置
51 テンションローラ
53 テンショナアーム
55 ピン(伝達部材)
55a 凸円弧面状の端部
60 油圧シリンダ
64 ピストンロッド
64a 中空部
65 軸受部
66 スプリング
67 凹円弧面状のブッシュ
Claims (2)
- 駆動プーリと従動プーリとの間にベルトを巻き掛け、両プーリのプーリ溝幅を互いに逆方向に変化させて変速比を可変とする変速比可変機構を設けるとともに、上記ベルトを押圧してベルト張力を得るテンショナ装置を設けた無段変速機において、
上記テンショナ装置は、
上記ベルトの緩み側に圧接するテンションローラと、
一端部が固定部に揺動可能に支持され、他端部に上記テンションローラが取り付けられたテンショナアームと、
流体圧によって直進移動するとともに、一端側に開口した中空部を有するピストンロッドと、このピストンロッドを摺動自在にガイドする一定の軸長を持つ軸受部とを有する流体圧シリンダと、
上記ピストンロッドと上記テンショナアームとの間で力を伝達する伝達部材とを備え、
上記伝達部材の一端部は上記ピストンロッドの中空部に隙間をもって挿入され、かつその先端が上記中空部の内部で角度変化自在に支持されており、
上記伝達部材の他端部は上記テンショナアームに枢着されており、
上記伝達部材と上記ピストンロッドとの支持部は、上記ピストンロッドの全ストローク範囲において上記軸受部の軸長範囲内に配置されていることを特徴とする無段変速機。 - 上記ピストンロッドの中空部の底面には凹状の円弧面が形成され、
上記伝達部材の一端部先端には上記円弧面に対応する凸状の円弧面が形成され、
上記伝達部材の円弧面は上記ピストンロッドの円弧面に対してブッシュを介して当接していることを特徴とする請求項1に記載の無段変速機。
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